所谓人工增雨主要是指采用人为方法改变天气条件,通过催化剂、冷却剂、降雨设备、发射工具等促使空中云层快速凝结,以达到降雨的目的。在进行人工降雨的过程中,受到冷却剂的作用,雾霾会转化为水滴、雪花、冰粒,在体积、形态、重量上发生变化,由此可与空气中弥漫的其他有害物质一同降落到地面,进而逐渐减少雾霾现象,抑制污染物继续扩散,降低空气中的污染物含量,在一定程度上提高空气质量。
1.雾霾的危害
1.1交通危害
若空气中的雾霾浓度较大,将会急剧降低道路能见度,模糊人们视线,引发道路交通事故,严重情况下甚至会阻碍高速公路、机场正常运行,对公众生活、出行造成不便。
1.2农业危害
雾霾天气的产生会遮挡阳光,阻碍农作物生长过程中正常进行光合作用,从实际看,农作物生长旺盛期需要依靠充足光照、养分、水分提供能量,而雾霾天气则会缩短农作物吸收阳光的时间,降低农作物产量。除此之外,雾霾所包含的硫酸、硝酸等酸性物质会腐蚀农作物,不利于农作物健康成长。
1.3人体危害
如果人们长时间暴露在雾霾环境中,空气中包含的酸、碱物质以及颗粒物,均会被大量吸入人体,对肺部、气管造成不良影响,甚至会导致人们患上肺癌,危及生命。同时,雾霾中其他的有害物、污染物,在被人体吸入后会溶于血液,影响新陈代谢,有害身体健康。
2.人工增雨对雾霾空气环境的影响
2.1降低雾霾产生几率
针对人工增雨对雾霾空气环境影响研究工作,开展了相关实验活动,具体而言,首先,对非降雨和降雨阶段城市的PM2.5浓度进行检测,发现冬季雾霾现象产生较为频繁,且PM2.5浓度较高,而夏季雾霾现象形成次数较少,PM2.5浓度也相对较低,总结得出降雨、风向变化可在某种程度上净化空气环境,减少雾霾出现概率。同时,进一步观察发现,因秋冬季气温较低,特别是北方区域,此时,大部分城市会开始进行煤炭燃烧供暖,进一步增加了空气中的污染物含量,所以,在秋季开展人工降雨能够大范围抑制颗粒物传播,促使污染物质附着在地表,防止雾霾产生。另外,在20世纪50年代,曾有国外科学家通过科学实验与研究,证实了人工增雨具有较强的消雾效果,而现阶段人工增雨也被各地区气象人员广泛用于雾霾空气质量改善工作中。
2.2抑制污染物扩散
经过人工增雨试验结果表明,在进行降雨后的一段时间,空气污染物质检测报告显示PM2.5的含量显著下降,且不会出现回弹现象,可见,人工增雨具有净化雾霾空气环境的作用,并能够确保长效抑制雾霾形成。同时,对相关采集的空气监控数据进行分析,在实际开展人工增雨减少雾霾的过程中,风、雨是两种关键因素,想要确保人工增雨成效,应控制降雨量、降雨速度、下限程度达到规定标准,降雨风速应至少保持在5m/s,降雨量需要超过5mm,通过降雨、大风,能够增强空气流动性,进而降低污染物大面积扩散,显著强化空气质量。除此之外,对于不同污染程度的空气环境,人工增雨的效果存在一定差异,选择在污染物指数较高时段进行人工降雨,将会保证充分发挥出人工降雨作用,而在空气指数优良的情况下进行人工降雨,往往效果不够理想。
3.提高人工增雨效果的策略
3.1合理选择冷却剂
人工降雨在实施过程中,需要采用催化剂,而催化剂主要选用碘化银和干冰,不同环境下采用不同的作业方法和催化剂,产生的降雨效果也会存在较大区别。因此,在选择催化剂前,应结合人工增雨的具体用途进行筛选。例如,若气层温度低于-10℃,则应选择干冰作为催化剂,因为干冰凝结云层的效率与温度之间的联系不密切,选择干冰降雨现象相对明显。另外,在实施人工增雨活动之前,必须深入分析催化剂的种类,结合人工增雨的区域科学选择,确保能够充分发挥出人工增雨的作用,提升增雨的有效性。
3.2严格筛选人工增雨区域
人工增雨地带的选择对增强人工增雨的效果、提高成功率、改善空气环境具有十分重要的意义。在整个增雨过程中,要合理选择增雨区域,通常会首选云层分布均匀、形状起伏较为平缓的区域。飞机在播撒催化剂的过程中,应当结合云层区域进行深入分析,以层积混合云为主,才可取得最佳增雨效果。同时,还应巧妙运用云层中的积水云,减少催化剂的使用,提高增雨工作效率。除此之外,要结合相关数据综合考虑地形因素,进一步增强作业质量。
3.3适量施加催化剂
在以往人工增雨的过程中,由于缺乏经验和丰富的实践活动,会通过大面积撒播催化剂实现降雨,这种操作方式不仅不会提高增雨效果,反而会造成资源浪费。因此,应做到集中播散催化剂,确保在云层地带可以形成足够的降雨核,进而提高降雨量,加快降雨速度,尽可能对空气中的粉尘起到良好的冲刷作用,优化空气环境。
3.4选择适配的发射工具
发射工具的选择对增强人工增雨作业效果具有重要作用。在实践时,应当根据不同的云层选择针对性的发射工具。当出现积云雨与厚积云、云团形态相对清晰、水滴集中、对流相对旺盛的情况时,可以选择高山炮、火箭运载等方式开展人工增雨活动;若出现层状云,体积相对宽大,位置相对较低,则要选择利用飞机作业的方式开展人工增雨活动。
结语:通过研究分析可知,人工增雨在改善空气环境质量,减少污染物含量,促进农业发展,抑制疾病产生,提高交通安全等方面发挥着重要作用,因此,相关政府部门与工作人员应加大对人工增雨工作的重视程度,落实好天气预报、模拟测试、监测设计、追踪指挥等工作。同时要不断学习新技术、新知识,进一步升级、优化人工增雨方法,强化人工增雨效果,拓展增雨覆盖范围,实现均匀、稳定降雨,从而在最大限度上提升空气环境质量,创造可观的社会效益与生态效益,为社会经济健康、可持续发展奠定良好基础。